KR100842435B1 - Water purification system having electrical discharging equipment with filtering system and water purification method using thereof - Google Patents

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KR100842435B1 KR1020070017148A KR20070017148A KR100842435B1 KR 100842435 B1 KR100842435 B1 KR 100842435B1 KR 1020070017148 A KR1020070017148 A KR 1020070017148A KR 20070017148 A KR20070017148 A KR 20070017148A KR 100842435 B1 KR100842435 B1 KR 100842435B1
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KR1020070017148A
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정순우
김도겸
손석희
장명옥
윤여진
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주식회사 에스디알앤디
엔화이버텍(주)
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Abstract

A system and a method for water treatment are provided to treat sewage and wastewater efficiently at a low cost, simultaneously make it not necessary to replace or maintain and manage a membrane frequently and enable a membrane with relatively large pores to be used by reducing membrane fouling to the maximum, and reduce the generation of sludge by reducing the consumption of a flocculant. A water treatment system comprises: front filtration equipment(10); a micro-bubble generating unit(20) installed in rear of the front filtration equipment; a gas injection unit(30) for supplying gas to the micro-bubble generating unit; a reaction tank(40) which is installed in rear of the micro-bubble generating unit, and on which a DBD(Dielectric Barrier Discharge) part is installed; a high voltage pulse power generator(50) connected to the reaction tank; and rear filtration equipment(60) installed on the reaction tank. The micro-bubble generating unit includes a filter housing(21), a gas inlet(22) formed on an outer portion of the filter housing, and a micro-filter disposed within the filter housing. The gas injection unit is a device for supplying gas at a predetermined pressure using a compressor, a venturi tube and the like to control the amount of gas supplied through a gas amount control valve(31).

Description

전기장 장치와 여과장치를 결합한 수처리시스템 및 방법{WATER PURIFICATION SYSTEM HAVING ELECTRICAL DISCHARGING EQUIPMENT WITH FILTERING SYSTEM AND WATER PURIFICATION METHOD USING THEREOF}WATER PURIFICATION SYSTEM HAVING ELECTRICAL DISCHARGING EQUIPMENT WITH FILTERING SYSTEM AND WATER PURIFICATION METHOD USING THEREOF}

도 1 은 본 발명의 수처리시스템의 제 1 실시예를 도시하는 도면이다.1 is a diagram showing a first embodiment of the water treatment system of the present invention.

도 2 는 본 발명에서의 미세기포 발생수단을 도시하는 도면이다. Fig. 2 is a diagram showing the microbubble generating means in the present invention.

도 3 는 본 실시예에서의 반응조를 도시하는 도면이다. 3 is a view showing a reactor in the present embodiment.

도 4 는 본 실시예에서의 반응조의 단면을 도시하는 도면이다. 4 is a diagram showing a cross section of the reactor in the present embodiment.

도 5 은 본 발명의 수처리시스템의 제 2 실시예를 도시하는 도면이다.Fig. 5 is a diagram showing a second embodiment of the water treatment system of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10:전단 여과장치 20:미세기포 발생수단10: shear filtration device 20: micro-generated gun generating means

21:필터 하우징 22:기체주입구21: filter housing 22: gas inlet

23:미세필터 30:기체주입수단 31:조절밸브 40:반응조23: Fine filter 30: Gas injection means 31: Control valve 40: Reactor

40a:오·폐수 공급라인 40b:처리수 배출라인 40a: waste water supply line 40b: treated water discharge line

41:유입부 42:유출부41: Inflow part 42: Outflow part

43:전극부 44:반응관43: electrode 44: reaction tube

45:상판 45:하판45: top plate 45: bottom plate

50:고전압펄스파워 발생장치 60:응집제 주입수단50: high voltage pulse power generator 60: coagulant injection means

70:후단 여과장치 80:H2O2 주입수단70: trailing filtration device 80: H 2 O 2 Injection means

본 발명은 전기장 장치를 이용한 수처리시스템 및 방법에 대한 것으로서, 보다 구체적으로는 전기장 장치의 하단에 오염물질과 산화된 오·폐수를 여과하는 여과장치를 결합하여 처리효율을 개선하기 위한 수처리시스템 및 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a water treatment system and method using an electric field device, and more particularly, to a water treatment system and method for improving treatment efficiency by combining a filtration device for filtering contaminants and oxidized wastewater at the bottom of the electric field device. It is about.

호소수, 폐수, 오수 및 기타 용수처리 방법 중 일반적인 처리로서 제거하기 힘든 물질을 처리하기 위하여 고도처리를 하고 있다. It is a general treatment among lake water, wastewater, sewage, and other water treatment methods, and is highly treated to treat substances that are difficult to remove.

고도처리 방법에는 제거대상 물질과 처리목적에 따라 다양한 방법이 있으며, 이러한 방법으로서 펜톤 시약을 이용하여 난분해성 유기물을 산화시키는 펜톤산화법, 오존을 이용한 오존산화법, 분리막을 이용한 여과법 등이 유용하게 사용되고 있다.There are various methods for the advanced treatment method depending on the material to be removed and the purpose of treatment. As such a method, Fenton oxidation method for oxidizing hardly decomposable organic substances using Fenton's reagent, ozone oxidation method using ozone, filtration method using a separation membrane and the like are usefully used. .

펜톤 산화법은 제일철염과 과산화수소를 이용하여 라디칼을 생성시켜 산화하는 방법으로 제일철염과 과산화수소의 결합으로 발생된 OH 라디칼과 폐수 중에 있는 유기물이 탈수소 반응 및 산소를 첨가하는 반응을 계속 일으켜 결국 유기물을 물과 가스로 분해시키는 라디칼 반응의 일종이다.Fenton's oxidation method uses the ferrous salts and hydrogen peroxide to generate radicals and oxidizes them. It is a kind of radical reaction to decompose into and gas.

펜톤 산화법은 생물학적으로 난분해성 물질을 생분해 가능한 물질로 전환하거나 독성을 함유하고 있어 미생물에 악영향을 끼치는 폐수의 독성을 감소시키고 생물학적 처리 후 미생물에 의해 처리되지 않은 물질을 처리하는 등 난분해성 유기물질의 제거에 효율적인 장점을 가지는 것으로 보고되고 있다.The Fenton oxidation method converts biologically degradable materials into biodegradable materials or contains toxic chemicals, which reduces the toxicity of waste water that adversely affects microorganisms, and treats undegradable organic materials such as untreated materials by microorganisms after biological treatment. It has been reported to have an efficient advantage in removal.

그러나, 펜톤 산화법에서 펜톤의 산화효과는 pH 가 3.5 근처에서 가장 효율적인 것으로 알려져 있는 바, 유입수의 pH 가 높은 경우 적정범위의 pH 로 낮추게 되는 데 이때 긴 반응시간이 필요하며 염과 슬러지가 과량으로 발생하는 문제점인 발생한다.However, in the Fenton oxidation method, the fenton's oxidation effect is known to be the most efficient at pH around 3.5. When the pH of the influent is high, it is lowered to the appropriate range pH, which requires a long reaction time and excessive salt and sludge occurs. That is a problem that occurs.

또한, 펜톤 시약의 혼합비율에 있어 과산화수소를 철염 주입량에 비해 상대적으로 많이 첨가할 때 발생되는 산소는 용액에 용존되지 못하고 기포상태로 떠오르면서 슬러지를 부상시키기 때문에 수산화철(III)의 침전을 방해하는 요소로 작용하는 단점이 존재한다.In addition, in the mixing ratio of Fenton's reagent, the oxygen generated when the hydrogen peroxide is added relatively to the iron salt injection amount does not dissolve in the solution and rises to the bubble state, thereby causing sludge to float, thereby preventing the precipitation of iron (III) hydroxide. There is a disadvantage that acts as.

반대로, OH 라디칼 생성을 위해서 투입되는 철염의 양이 증가하는 경우 철염의 투입량 증가에 따라 비용이 많이 들며 슬러지 발생량도 증가하게 되고, 과잉 투입된 철염은 오히려 생성된 OH 라디칼을 소모하여 전체 공정의 효율을 감소시키는 역효과를 발생시킨다.On the contrary, when the amount of iron salt added for the production of OH radicals is increased, the amount of iron salt is increased and the amount of sludge is increased, and the excess amount of iron salt consumes the generated OH radicals, thereby improving the efficiency of the entire process. It produces a detrimental adverse effect.

오존은 염소나 과산화수소에 비해 매우 우수한 산화제로서의 특성 때문에 살균, 소독, 탈취 등의 효과가 우수하며 2차 오염물질이 없고 화학적 성질이 잔류하지 않는 장점으로 인해 정수처리시설, 음료수의 소독, 식품저장, 공기정화, 반도체산업, 의학분야, 폐수처리 등 각 분야에서 널리 사용되고 있다.Ozone is a superior oxidant than chlorine or hydrogen peroxide, so it has excellent effects such as sterilization, disinfection, and deodorization, and has no secondary pollutants and no chemical properties. It is widely used in various fields such as air purification, semiconductor industry, medical field, and wastewater treatment.

그러나 산화력이 상대적으로 약하며 오존의 반감기가 보통 약 20 분으로써 너무 짧아 연속적인 오존의 공급이 필요하며 현장에서 오존발생기를 설치운영하여야 하는 바, 이에 따른 시설설치비와 처리비용이 높고 오존 주입과 시설 장비가 복잡하여 오존의 누설 방지 등 고도의 운전기술이 필요하다는 단점이 있다.However, the oxidizing power is relatively weak and the half-life of ozone is usually about 20 minutes, which is too short. Therefore, continuous supply of ozone is required and the ozone generator must be installed and operated at the site. Due to the complexity, it is disadvantageous that advanced driving techniques such as ozone leakage prevention are required.

또한, 분리막을 이용하여 처리하는 방법도 널리 사용되고 있는데 이 방법은 기계적인 압력을 가하여 상변화 없이 물질을 선별적으로 분리시키므로 공정이 단순하며 또한 상변화를 유도하여 물질을 분리하는 종래의 분리공정에 비해 에너지 효율이 우수한 장점을 가지고 있다.In addition, a method using a separation membrane is also widely used. This method selectively separates materials without phase change by applying mechanical pressure, thereby simplifying the process and inducing a phase change to a conventional separation process. Compared to the energy efficiency is excellent.

그러나, 분리막 방법은 분리막의 표면에 오염물들이 침착되어 분리막의 공경을 막음으로써 막오염 (fouling) 현상이 발생하여 여과효율을 저하되어 분리막을 자주 교체하거나 재생시켜 주어야 하는 문제점이 존재하고 있다. However, the separation membrane method has a problem in that contaminants are deposited on the surface of the membrane to prevent pore diameter of the membrane, thereby causing fouling, which lowers the filtration efficiency and frequently requires replacement or regeneration of the membrane.

더욱이, 분리막이 오·폐수의 색도까지 처리하는 RO (reverse osmosis) 막의 경우와 같이 아주 작은 크기의 공경을 가지는 경우에는 특히 분리막의 빈번한 교체나 유지보수는 더욱 문제시된다.Furthermore, frequent replacement or maintenance of the membrane is particularly problematic when the membrane has a very small pore size, such as in the case of reverse osmosis (RO) membranes that process chromaticity of the wastewater.

이러한 분리막의 빈번한 교체 등을 방지하기 위해 다소 큰 공경의 분리막을 사용하고 응집제를 오·폐수에 투입하여 오염물의 크기를 크게 하여 여과하는 방법이 사용되기도 한다.In order to prevent such frequent replacement of the separation membrane, a method of using a somewhat larger pore separation membrane and adding a flocculant to the wastewater and increasing the size of contaminants may be used.

그러나, 이러한 경우 응집제 사용량이 증가하여 슬러지가 많이 발생하는 등 유지관리비용이 많이 소요되며 시설부지가 커야하는 것과 처리 및 유지관리비용에 비해 최종 처리수에 대한 효과는 떨어지는 문제점이 있다.However, in such a case, there is a problem in that the maintenance cost is high, such as the use of flocculant increases, so that a lot of sludge is generated, and the effect on the final treated water is inferior to that of the facility site and the treatment and maintenance cost.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오·폐수 처리를 저렴한 비용으로 효율적으로 할 수 있으면서 막오염을 최대한 저감시켜 분리막을 자주 교체하거나 유지보수할 필요성이 없게 하는 동시에 공경이 다소 큰 분리막도 사용가능하게 하며 또한 응집제 사용량을 감소시켜 슬러지 발생을 저감시킬 수 있는 수처리시스템 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, while the waste water treatment can be efficiently and cost-effectively, while reducing the membrane contamination as much as possible to avoid the need to replace or maintain the membrane frequently, and at the same time somewhat larger pore membrane It is a technical object of the present invention to provide a water treatment system and method which can be used and which can reduce sludge generation by reducing the amount of flocculant used.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해 전기장 장치를 이용하여 오·폐수를 처리하기 위한 수처리시스템로서, 전극부가 설치된 반응조와, 상기 반응조 내의 오·폐수를 처리하기 위해 상기 전극에 전기장을 인가하는 전기장 장치와, 상기 반응조의 전단에 연결된 오·폐수 공급라인에 설치되는 미세기포 공급수단과, 상기 반응조의 후단에 연결된 처리수 배출라인에 설치되는 후단 여과장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a water treatment system for treating wastewater by using an electric field device to solve the above problems, an electric field for applying an electric field to the reaction vessel equipped with the electrode portion, and the electrode for treating the waste water in the reaction vessel. It is characterized in that it comprises a device, a fine bubble supply means installed in the waste water supply line connected to the front end of the reaction tank, and a rear end filtration device is installed in the treated water discharge line connected to the rear end of the reaction tank.

본 발명의 수처리시스템에서는 상기 반응조와 후단 여과장치 사이의 처리수 배출라인에는 응집제 주입수단이 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In the water treatment system of the present invention, a flocculant injecting means is additionally installed in the treated water discharge line between the reaction tank and the rear filter apparatus.

본 발명의 수처리시스템에서는 상기 미세기포 공급수단의 전단에는 전단 여과장치가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In the water treatment system of the present invention, a shear filtration device is further provided at the front end of the microbubble supply means.

본 발명의 수처리시스템에서는 상기 미세기포 발생수단과 상기 반응조 사이에는 오·폐수에 H2O2 를 주입하기 위한 H2O2 주입수단이 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.The water treatment system of the present invention between the micro-bubble generating device and the reaction vessel is O · H 2 O 2 for the injection of H 2 O 2 in the effluent It is characterized in that the injection means is further installed.

본 발명의 수처리시스템에서는 상기 미세기포 공급수단은 오·폐수 공급라인에 연결되는 미세기포 발생수단과, 상기 미세기포 발생수단에 기체를 주입하기 위한 기체주입수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the water treatment system of the present invention, the microbubble supply means comprises microbubble generating means connected to the waste water supply line, and gas injection means for injecting gas into the microbubble generating means.

본 발명의 수처리시스템에서는 상기 전극은 DBD (Dieletric Barrier Discharge) 방전부로 이루어지며, 상기 전기장 장치는 고전압 펄스파워 발생장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the water treatment system of the present invention, the electrode comprises a DBD (Dieletric Barrier Discharge) discharge unit, and the electric field device is characterized in that the high voltage pulse power generator.

본 발명의 수처리시스템에서는 상기 반응조의 상부에는 유입부가 형성되고 하부에는 유출부가 형성되며, 상기 반응조의 상면에는 다수개의 전극부가 고정되어 하방으로 연장되고, 상기 유입부 하부에는 반응조 내부를 가로막는 상판이 배치되어 있으며, 상기 상판에는 하방으로 연장되는 전극부를 소정간격을 두고 수용할 수 있는 다수개의 반응관이 형성되고, 상기 상판의 하방에는 반응조 내부를 가로막는 하판이 배치되어 있으며, 상기 하판에는 다수개의 투수 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In the water treatment system of the present invention, an inlet portion is formed at an upper portion of the reaction vessel and an outlet portion is formed at a lower portion thereof, and a plurality of electrode portions are fixed to the upper surface of the reaction vessel to extend downward, and an upper plate which blocks the inside of the reaction vessel is disposed at the lower portion of the reaction vessel. The upper plate is formed with a plurality of reaction tubes that can accommodate the electrode portion extending downwards at a predetermined interval, the lower plate is disposed below the upper plate to block the inside of the reaction vessel, the lower plate is a plurality of permeability holes It is characterized by being formed.

본 발명의 수처리방법에서는 전기장 장치를 이용하여 오·폐수를 처리하기 위한 수처리방법으로서, (a) 오·폐수 공급라인에 미세 기포를 주입하는 단계; (b) 미세 기포가 주입된 오·폐수를 전기장 장치를 이용하여 반응조에서 수중방전시키는 단계; 및 (c) 반응조에서 처리된 오·폐수를 후단 여과장치를 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the water treatment method of the present invention, a water treatment method for treating wastewater using an electric field device, comprising: (a) injecting fine bubbles into a wastewater supply line; (b) discharging the waste water into which the fine bubbles are injected is discharged in a reaction tank using an electric field device; And (c) characterized in that it comprises the step of passing the waste water treated in the reaction tank through the rear filter.

본 발명의 수처리방법에서는 상기 단계 (a) 이전에 오·폐수를 미리 여과하 는 단계 (d) 를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.The water treatment method of the present invention is characterized in that it further comprises a step (d) of pre-filtering the waste water before step (a).

본 발명의 수처리방법에서는 상기 단계 (b) 와 단계 (c) 사이에 H2O2 액체를 오·폐수에 주입하는 단계 (e) 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the water treatment method of the present invention, H 2 O 2 between step (b) and step (c). (E) injecting the liquid into the waste water.

본 발명의 수처리방법에서는 상기 단계 (c) 에서 반응조와 후단 여과장치 사이에서 응집제를 오·폐수에 주입하는 단계 (f) 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The water treatment method of the present invention is characterized in that it comprises the step (f) of injecting the flocculant into the waste water between the reaction tank and the rear filter in the step (c).

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[제 1 실시예][First Embodiment]

도 1 은 본 발명의 수처리 시스템의 제 1 실시예를 도시하는 도면이다.1 is a view showing a first embodiment of the water treatment system of the present invention.

제 1 실시예의 수처리 시스템은 전단 여과장치 (10) 와, 전단여과장치 (10) 의 후단에 설치되는 미세기포 발생수단 (20) 과, 상기 미세기포 발생수단 (20) 에 기체를 공급하기 위한 기체주입수단 (30) 과, 상기 미세기포 발생수단 (20) 의 후단에 설치되는 DBD 방전부가 설치된 반응조 (40) 와, 상기 반응조 (40) 에 연결된 고전압 펄스파워 발생장치 (50) 와, 상기 반응조 (40) 의 설치되는 후단 여과장치 (60) 를 포함하여 구성된다.The water treatment system of the first embodiment includes a front filtration apparatus 10, a micro bubble generating means 20 provided at a rear end of the shear filtration device 10, and a gas for supplying gas to the micro bubble generating means 20. A reaction tank (40) provided with an injection means (30), a DBD discharge portion provided at the rear end of the microbubble generating means (20), a high voltage pulse power generator (50) connected to the reaction tank (40), and the reaction tank ( And a rear end filtration device 60 to be installed.

전단 여과장치 (10) 는 유입수에 포함되어 있는 비교적 큰 고형물 등 오염물질을 제거하기 위한 것으로 본 실시예에서는 라인필터가 적용되었으나 다른 형태의 다양한 여과장치도 사용가능하다. The shear filtration device 10 is for removing contaminants such as relatively large solids contained in the influent. In this embodiment, a line filter is used, but various filtration devices of other forms may be used.

전단 여과장치 (10) 의 용량은 유입 유량에 따라 적절하게 채택될 수 있으며 유입수의 입도분포 측정을 통해 일정크기 이상의 오염물질을 선택적으로 제거할 수 있도록 한다. The capacity of the shear filtration device 10 may be appropriately adopted according to the inflow flow rate, and the particle size distribution measurement of the inflow water may selectively remove contaminants larger than a predetermined size.

전단 여과장치 (10) 는 오·폐수를 최초로 처리하는 부분이어서 필터에 오염물 부착이 많이 발생하는 바, 오염물을 자동적으로 제거시켜 필터링 효율이 지속될 수 있도록 공지된 구성의 자동역세장치 (미도시) 를 구비할 수 있다.The shear filtration device 10 is a part for treating wastewater for the first time, and thus a lot of contaminants adhere to the filter. Therefore, the automatic backwashing device (not shown) having a well-known configuration can be used to automatically remove contaminants and maintain filtering efficiency. It can be provided.

도 2 는 본 발명에서의 미세기포 발생수단을 도시하는 도면이다. Fig. 2 is a diagram showing the microbubble generating means in the present invention.

미세기포 발생수단 (20) 은 전단 여과장치 (10) 의 후단의 오·폐수 공급라인 (40a) 에 연결되며 모듈화 되도록 구성되어 처리용량에 따라 적절하게 대체가능하다.The microbubble generating means 20 is connected to the waste water supply line 40a at the rear end of the front end filtration apparatus 10 and is configured to be modular, so that the microbubble generating means 20 can be appropriately replaced according to the treatment capacity.

미세기포 발생수단 (20) 은 필터 하우징 (21), 상기 필터 하우징 (21) 의 외부에 형성된 기체주입구 (22), 및 필터 하우징 (21) 의 내부에 배치된 미세필터 (23) 로 이루어진다.The microbubble generating means 20 includes a filter housing 21, a gas inlet 22 formed outside the filter housing 21, and a fine filter 23 disposed inside the filter housing 21.

미세필터 (23) 의 공극의 크기는 작은 것이 유리하나 미세필터의 공극이 너무 작은 경우 기체압에 의한 에너지 손실이 커지므로 요구되는 미세기포의 크기에 따라 적당하게 선정되는 것이 바람직하다.The pore size of the fine filter 23 is advantageously small, but if the pore size of the fine filter is too small, the energy loss due to the gas pressure increases, so that the pore size of the fine filter 23 is appropriately selected according to the required size of the fine bubbles.

기체주입수단 (30) 은 컴프레셔 및 벤츄리관 등을 이용하여 일정한 압력으로 기체를 공급하는 장치이며, 기체량 조절밸브 (31) 를 통해 공급되는 기체량을 조절할 수 있도록 구성되어 있다.The gas injection means 30 is a device for supplying gas at a constant pressure by using a compressor, a venturi tube, or the like, and is configured to adjust the amount of gas supplied through the gas amount control valve 31.

기체주입장치 (30) 에서 공급된 기체는 미세기포 발생수단 (20) 의 기체주입구 (22) 를 통해 미세필터 (23) 의 외부에서 내측으로 통과하게 된다. 이때 기체주입장치 (30) 에서 공급되는 기체의 압력은 미세필터 (23) 의 내측에서 유동하 는 오·폐수 압력보다 더 크게 하여 오·폐수가 미세필터 (23) 의 내부로 역류하는 것을 방지하도록 구성된다.The gas supplied from the gas injection device 30 passes through the gas injection port 22 of the microbubble generating means 20 from the outside of the microfilter 23 to the inside. At this time, the pressure of the gas supplied from the gas injection device 30 is greater than the waste water pressure flowing in the inside of the fine filter 23 to prevent the waste water from flowing back into the inside of the fine filter 23. do.

본 실시예에서는 미세기포를 공급하기 위한 장치로서 미세기포 발생수단 (20) 과 기체주입수단 (30) 이 기재되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 다른 공지된 미세기포를 발생하여 공급하는 장치도 적용가능하다.In this embodiment, the microbubble generating means 20 and the gas injection means 30 is described as an apparatus for supplying microbubbles, but the present invention is not limited thereto, and other known microbubbles are also applicable. .

도 3 는 본 실시예에서의 반응조 (40) 를 도시하는 도면이다. 도 4 는 본 실시예에서의 반응조의 단면을 도시하는 도면이다. 3 is a diagram illustrating the reaction tank 40 in the present embodiment. 4 is a diagram showing a cross section of the reactor in the present embodiment.

반응조 (40) 는 대략 원통형상이며 외관 측면의 상부에 형성되어 오·폐수가 유입되는 유입부 (41) 와, 이 유입부 (41) 의 반대방향 하부에 형성된 유출부 (42) 가 형성되어 있으며, 반응조 (40) 상면에는 반응조 (40) 의 길이방향으로 연장되며 외층부가 절연체로 쌓여진 다수개의 전극부 (43) 가 고정되어 있다.The reactor 40 has a substantially cylindrical shape and is formed on the upper side of the outer side, and has an inlet portion 41 through which wastewater flows in, and an outlet portion 42 formed in the lower portion opposite the inlet portion 41. On the upper surface of the reaction vessel 40, a plurality of electrode portions 43 extending in the longitudinal direction of the reaction vessel 40 and in which outer layer portions are stacked with an insulator are fixed.

전극부 (43) 는 상기 고전압 펄스파워 발생장치 (50) 에 연결되어 있어 고전압 펄스 파워 인가 시에는 DBD (Dielectric Barrier Discharge) 방전장치로서 역할을 한다.The electrode unit 43 is connected to the high voltage pulse power generator 50 and serves as a DBD (Dielectric Barrier Discharge) discharge device when high voltage pulse power is applied.

유입부 (41) 의 하방에는 반응조 (40) 의 상면과 일정간격을 두고 평행하게 반응조 (40) 내부에 설치되는 상판 (45) 이 배치되며, 상판 (45) 에는 전극부 (43) 가 통과될 수 있도록 전극부 (43) 의 직경보다 더 큰 직경을 가지면서 하부로 연장되는 다수의 원통형상 반응관 (44) 이 형성되어 있다.Below the inlet portion 41 is arranged an upper plate 45 which is installed inside the reaction vessel 40 in parallel with a predetermined interval with the upper surface of the reaction vessel 40, the electrode portion 43 is passed through the upper plate 45 A plurality of cylindrical reaction tubes 44 extending downward while having a diameter larger than the diameter of the electrode portion 43 are formed.

한편, 반응조 (40) 의 상판 (45) 의 하부에는 상판 (45) 과 일정간격으로 평행하게 배치되며 다수개의 투수구멍 (46a) 이 형성된 하판 (46) 이 설치되어 있다.On the other hand, in the lower part of the upper board 45 of the reaction tank 40, the lower board 46 which is arrange | positioned in parallel with the upper board 45 at regular intervals, and in which the several permeation hole 46a was formed is provided.

고전압 펄스파워 발생장치 (50) 는 고전압 펄스파워를 이용하여 반응조 (40) 에 충전된 오·폐수에 순간적인 '+' 또는 '-' 의 고전압을 가하여 수중방전을 발생시키는 장치이며, 이러한 작용을 하는 장치라면 다른 장치도 적용 가능하다.The high voltage pulse power generator 50 is a device which generates an underwater discharge by applying instantaneous high voltage of '+' or '-' to the waste water charged in the reactor 40 using the high voltage pulse power. If it is a device, other devices can be applied.

후단 여과장치 (60) 는 반응조 (40) 를 통하여 수중의 오염물질과 결합한 물을 여과하는 장치로서, UF 막, MF 막 , NF 막터, RO 막 등이 사용될 수 있으며, 모래 여과필터, 활성탄 여과필터 등의 필터도 적용가능하다.The rear stage filtration device 60 is a device for filtering the water combined with contaminants in the water through the reaction tank 40, UF membrane, MF membrane, NF membrane, RO membrane, etc. can be used, sand filtration filter, activated carbon filtration filter Filters such as the above are also applicable.

이하, 제 1 실시예의 작용에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the first embodiment will be described.

오·폐수는 먼저 전단 여과장치 (10) 를 거치면서 오·폐수 등에 포함된 비교적 큰 고형물들을 1차적으로 먼저 여과시켜 전기장 장치에서의 오염물처리 부하를 감소시키는 작용을 하게 된다.The waste water firstly filters relatively large solids contained in the waste water while passing through the shear filtration device 10 to reduce the pollutant treatment load in the electric field device.

전단 여과장치 (10) 를 통과한 오·폐수는 공급라인 (40a) 에 연결된 미세기포 발생수단 (20) 을 통과하게 된다. 기체주입장치 (30) 에서 공급된 기체는 미세필터 (23) 의 표면 공극을 통과함에 따라 작은 크기의 미세기포로 형성되어 오·폐수와 함께 혼합된다.The waste water which has passed through the shear filtration device 10 passes through the micro bubble generating means 20 connected to the supply line 40a. As the gas supplied from the gas injection device 30 passes through the surface pores of the fine filter 23, it is formed into small bubbles of small size and mixed with the waste water.

그런 다음, 미세기포와 혼합된 오·폐수는 반응조 (40) 로 유입되고 반응조 (40) 내에서는 고전압 펄스파워 발생장치 (50) 에서 고전압 펄스 파워가 전극부 (43) 에 인가되어 반응관 (44) 에서 오·폐수에 수중 배리어 방전현상이 발생됨으로써 반응조 (40) 의 오·폐수의 물리·화학적 성질이 변화되게 된다. 처리된 오·폐수는 하판 (46) 의 투수 구멍 (46a) 을 통과하여 유출부 (42) 로 배출된다.Then, the waste water mixed with the microbubble flows into the reaction tank 40, and the high voltage pulse power is applied to the electrode portion 43 in the high voltage pulse power generator 50 in the reaction tank 40 so that the reaction tube 44 can be used. As a result of the underwater barrier discharge phenomenon in the waste water in the wastewater, the physical and chemical properties of the waste water in the reactor 40 are changed. The treated waste water is discharged to the outlet 42 through the permeation hole 46a of the lower plate 46.

이러한 작용에 의해 산화/환원 환경을 최적으로 조정할 수 있으며 오염물질 을 파괴하는 라디칼과 이온을 생성하며, 오·폐수 등을 산화시켜 용해된 난분해성 오염물질을 입자화 하여 색도를 포함한 오염물질 제거효율을 높이는 작용을 한다.By this action, the oxidation / reduction environment can be optimally adjusted, generating radicals and ions that destroy pollutants, and oxidizing waste and waste water to granulate dissolved hardly degradable pollutants to remove pollutants including color. It acts to raise.

또한, 방전 시 발생되는 전기장, 충격파 등은 단독 혹은 조합의 형태로 멸균의 작용을 하게 된다.In addition, the electric field generated by the discharge, the shock wave, etc. are to be sterilized in the form of a single or combination.

이와 같이 본 발명의 처리장치에서는 오·폐수가 전단 여과장치 및/또는 전기장 장치를 통과하면서 색도를 포함하는 오염물 제거처리를 사전 수행한 다음, 후단 여과장치의 분리막이나 필터로 유입되는 바, 분리막만을 사용하는 경우에 비해 응집제 사용량을 저감시키는 동시에 후단 여과장치의 막오염을 최소화시켜 후단 여과장치인 막이나 필터의 교체 내지는 유지보수의 필요성을 감소시키게 된다.As described above, in the treatment apparatus of the present invention, the waste water is passed through the shear filtration apparatus and / or the electric field apparatus in advance to remove contaminants including chromaticity, and then enters the separator or filter of the rear filtration apparatus. Compared to the use case, the amount of flocculant used is reduced and the membrane contamination of the rear filter unit is minimized, thereby reducing the need for replacement or maintenance of the membrane or filter, which is the rear filter unit.

이러한 작용에 의해 비용이 더 저렴한 공경이 다소 큰 분리막이나 필터를 사용하는 경우에 오염물 제거효율을 유지 내지는 개선시키면서 막오염의 발생은 최소화하는 작용을 하게 된다.Due to this effect, when the membrane having a lower cost pore size or a filter is used, it is possible to minimize or reduce the contamination of the membrane while maintaining or improving the removal efficiency of the contaminants.

[제 2 실시예]Second Embodiment

도 5 는 본 발명의 수처리 시스템의 제 2 실시예를 도시하는 도면이다.5 is a diagram showing a second embodiment of the water treatment system of the present invention.

제 2 실시예의 수처리 시스템은 제 1 실시예의 수처리 시스템과 기본적으로는 구성이 동일하며, 반응조 (40) 의 후단에서 응집제를 주입하기 위한 응집제 주입장치 (70) 가 설치되는 점과, 미세기포 발생수단 (20) 과 반응조 (40) 사이에 H2O2 주입수단 (80) 이 설치된다는 점이 상이하다.The water treatment system of the second embodiment is basically the same as that of the water treatment system of the first embodiment, and is provided with a coagulant injector 70 for injecting a coagulant at the rear end of the reaction tank 40, and microbubble generating means. The difference is that the H 2 O 2 injection means 80 is provided between the 20 and the reactor 40.

반응조 (40) 의 처리수 배출라인 (40b) 에 설치되는 응집제 주입장치 (70) 는 반응조 (40) 에서 배출되는 오·폐수에 알루미나, PAC (Poly Aluminum Chloride), 폴리머 등의 응집제를 주입하는 기능을 한다.The flocculant injector 70 installed in the treated water discharge line 40b of the reaction tank 40 injects flocculants such as alumina, poly aluminum chloride, and polymer into the waste water discharged from the reactor 40. Do it.

또한, H2O2 주입수단 (80) 은 미세기포 발생수단 (20) 을 통과한 오·폐수에 H2O2 를 공급하기 위한 수단으로서 통상적으로 사용되는 액체주입장치로 구성된다.In addition, the H 2 O 2 injection means 80 is constituted by a liquid injection device that is commonly used as a means for supplying H 2 O 2 to the waste water that has passed through the microbubble generating means 20.

이하, 제 2 실시예의 작용에 대해 설명한다.The operation of the second embodiment is described below.

기본적인 작용은 제 1 실시예의 경우와 동일하다. 즉, 오·폐수가 전단 여과장치 및/또는 전기장 장치를 통과하면서 색도를 포함하는 오염물 제거처리를 사전 수행한 다음, 후단 여과장치의 분리막이나 필터로 유입하여 오폐수를 처리하는 작용은 제 1 실시예 경우와 마찬가지이다.The basic operation is the same as that of the first embodiment. That is, the waste water is passed through the front end filtration device and / or the electric field device in advance, and then the contaminant removal treatment including chromaticity is performed in advance, and then the waste water is introduced into the separation membrane or the filter of the rear end filtration device to treat the waste water. Same as the case.

다만, 제 2 실시예에서는 기체주입장치 (30) 를 지난 오·폐수에 H2O2 주입수단 (80) 을 통해 H2O2 액체를 주입함으로써 OH - 라티칼이 오·폐수에 공급되는 바, 오·폐수는 미세기포뿐 아니라 과산화수소에 의한 OH - 라티칼 공급으로 인해 산화력을 더욱 증대시키는 작용을 한다.However, in the second embodiment, OH - racial is supplied to the waste water by injecting H 2 O 2 liquid into the waste water passing through the gas injection device 30 through the H 2 O 2 injection means 80. In addition to the microbubbles, wastewater and wastewater act to increase oxidative power due to the supply of OH - radicals by hydrogen peroxide.

또한, 반응조 (40) 에서 수중 방전된 오·폐수에는 응집제 주입수단 (70) 에 의해 응집제가 투입되어 오·폐수의 오염물을 응집시켜 크기를 증대시킴으로써 후단 여과장치 (60) 의 공경이 큰 경우에도 오염물이 여과될 수 있게 하는 작용을 한다.In addition, even when the pore size of the rear filtration device 60 is large, the coagulant is introduced into the sewage and wastewater discharged in the reaction tank 40 by the coagulant injecting means 70 to agglomerate contaminants of the sewage and wastewater to increase the size. It acts to allow contaminants to be filtered.

이러한 작용에 의해 비용이 더 저렴한 공경이 다소 큰 분리막이나 필터를 사용하는 경우에 오염물 제거효율을 유지 내지는 개선시키면서 막오염의 발생은 최소화하는 작용을 하게 된다.Due to this effect, when the membrane having a lower cost pore size or a filter is used, it is possible to minimize or reduce the contamination of the membrane while maintaining or improving the removal efficiency of the contaminants.

전술한 실시예에서는 오·폐수 처리장치에 대해 기재하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 다른 유체의 처리에도 전술한 시스템 및 장치가 적용될 수 있다.In the above-described embodiment, the wastewater treatment apparatus has been described, but is not limited thereto. The above-described system and apparatus may be applied to the treatment of other fluids.

본 실시예는 본 발명의 내용을 예시적으로 기재한 것에 지나지 않는 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변형가능한 것임은 물론이다.The present embodiment is merely illustrative of the contents of the present invention, and of course, modifications and variations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

전술한 수처리시스템에 의해 폐수, 오수 및 호소수 등을 산화시켜 용해된 난분해성 오염물질을 입자화하며 색도를 포함한 오염물질 제거의 효율을 높일 수 있게 된다.The above water treatment system oxidizes wastewater, sewage, and lake water to granulate dissolved hardly degradable contaminants and increase the efficiency of removing contaminants including color.

오·폐수처리에 필요한 응집이 펜톤 산화법에서와 같이 시약에 의하는 것이 전기장장치에 의해 이루어지는 바, 펜톤 시약의 사용으로 인한 슬러지 발생 및 고비용화를 방지하는 효과를 가지게 된다.As the flocculation required for the wastewater treatment is performed by the electric field device as in the Fenton oxidation method, the sludge generation and the high cost due to the use of the Fenton reagent are prevented.

오존처리법에서의 오존처리장치의 설치 및 운영에 따른 처리비용증가를 방지하는 효과를 가지며 또한 복잡한 시설장비를 통한 오존 관리의 필요성이 없으므로 처리공정이 쉽고 간단하게 되는 장점을 가지게 된다.The ozone treatment method has the effect of preventing the increase in treatment costs according to the installation and operation of the ozone treatment device, and also has the advantage that the treatment process is easy and simple because there is no need for ozone management through complex facility equipment.

한편, 본 발명의 후단 여과장치의 사용에 있어서 공경이 다소 큰 필터나 분리막의 사용이 가능하게 되어 분리막 처리방법 시의 막의 잦은 교체나 유지보수에 따른 번거로움 및 비용상승을 방지하는 효과를 가진다.On the other hand, in the use of the rear stage filtration apparatus of the present invention, it is possible to use a filter or a separation membrane having a larger pore size, which has the effect of preventing the hassle and cost increase due to frequent replacement or maintenance of the membrane during the membrane treatment method.

더욱이, 오염물질 제거에 필요한 응집제 사용량을 최소화하여 발생되는 슬러지량을 줄일 수 있어 유지관리비용이 절감되고 시설부지가 적어지는 등 처리 및 유지관리비용이 감소하는 작용을 하게 된다.In addition, the amount of sludge generated by minimizing the amount of flocculant required to remove pollutants can be reduced, thereby reducing the cost of maintenance and reducing the cost of treatment and maintenance.

Claims (11)

전기장 장치를 이용하여 오·폐수를 처리하기 위한 수처리시스템로서,As a water treatment system for treating sewage and wastewater using an electric field device, 전극부가 설치된 반응조와,A reaction vessel provided with an electrode portion, 상기 반응조 내의 오·폐수를 처리하기 위해 상기 전극에 전기장을 인가하는 전기장 장치와,An electric field device for applying an electric field to the electrode to treat the waste water in the reactor; 상기 반응조의 전단에 연결된 오·폐수 공급라인에 설치되는 미세기포 공급수단과,Fine bubble supply means is installed in the waste water supply line connected to the front end of the reactor; 상기 반응조의 후단에 연결된 처리수 배출라인에 설치되는 후단 여과장치와, 상기 반응조와 후단 여과장치 사이의 처리수 배출라인에 설치되는 응집제 주입수단을 구비하는 특징으로 하는 수처리시스템.And a rear stage filtration device installed in the treatment water discharge line connected to the rear end of the reaction tank, and a flocculant injection means installed in the treatment water discharge line between the reaction tank and the rear stage filtration device. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미세기포 공급수단의 전단에는 전단 여과장치가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리시스템.The front end of the microbubble supply means is a water treatment system, characterized in that the shear filter is further installed. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 미세기포 발생수단과 상기 반응조 사이에는 오·폐수에 H2O2 를 주입하기 위한 H2O2 주입수단이 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리시스템.And H 2 O 2 injection means for injecting H 2 O 2 into the wastewater between the microbubble generating means and the reaction tank. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 미세기포 공급수단은 오·폐수 공급라인에 연결되는 미세기포 발생수단과, 상기 미세기포 발생수단에 기체를 주입하기 위한 기체주입수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리시스템.The microbubble supply means comprises a microbubble generating means connected to the waste water supply line and a gas injection means for injecting gas into the microbubble generating means. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 전극은 DBD (Dieletric Barrier Discharge) 방전부로 이루어지며, 상기 전기장 장치는 고전압 펄스파워 발생장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리시스템.The electrode is made of DBD (Dieletric Barrier Discharge) discharge, the electric field device is characterized in that the high voltage pulse power generator. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 반응조의 상부에는 유입부가 형성되고 하부에는 유출부가 형성되며, An inlet is formed at the top of the reactor and an outlet is formed at the bottom, 상기 반응조의 상면에는 다수개의 전극부가 고정되어 하방으로 연장되고,A plurality of electrode parts are fixed to the upper surface of the reaction tank and extends downward, 상기 유입부 하부에는 반응조 내부를 가로막는 상판이 배치되어 있으며,The upper plate is disposed below the inlet portion to block the inside of the reaction tank, 상기 상판에는 하방으로 연장되는 전극부를 소정간격을 두고 수용할 수 있는 다수개의 반응관이 형성되고,The upper plate is formed with a plurality of reaction tubes that can accommodate the electrode portion extending downwards at a predetermined interval, 상기 상판의 하방에는 반응조 내부를 가로막는 하판이 배치되어 있으며,Below the upper plate is disposed a lower plate to block the inside of the reactor, 상기 하판에는 다수개의 투수 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리시스템.The lower plate is a water treatment system, characterized in that a plurality of permeation holes are formed. 전기장 장치를 이용하여 오·폐수를 처리하기 위한 수처리방법으로서,As a water treatment method for treating wastewater by using an electric field device, (a) 오·폐수 공급라인에 미세 기포를 주입하는 단계;(a) injecting fine bubbles into the waste water supply line; (b) 미세 기포가 주입된 오·폐수를 전기장 장치를 이용하여 반응조에서 수중방전시키는 단계;(b) discharging the waste water into which the fine bubbles are injected is discharged in a reaction tank using an electric field device; (c) 반응조에서 처리된 오·폐수를 후단 여과장치를 통과시키는 단계;(c) passing the wastewater treated in the reactor through a rear filter; (d) 상기 단계 (a) 이전에 오·폐수를 미리 여과하는 단계; 및(d) filtering the waste water in advance before step (a); And (f) 상기 단계 (c) 에서 반응조와 후단 여과장치 사이에서 응집제를 오·폐수에 주입하는 단계 (f) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리방법.and (f) injecting a flocculant into the waste water between the reactor and the rear filter in step (c). 삭제delete 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 단계 (b) 와 단계 (c) 사이에 H2O2 액체를 오·폐수에 주입하는 단계 (e) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리방법.(E) injecting H 2 O 2 liquid into the waste water between step (b) and step (c). 삭제delete
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